紡織復(fù)合材料低速沖擊下能量吸收與傳遞研究.pdf

1、伴隨高空墜物,交通安全等造成的人體傷害事故頻發(fā),對人體防護材料的設(shè)計備受矚目。目前大多數(shù)學(xué)者針對紡織復(fù)合材料低速沖擊下的損傷失效,能量的吸收等進行了大量的研究,揭示了紡織復(fù)合材料沖擊破壞模式和機理,但針對材料在受沖擊下能量的傳遞情況未見深入的研究,特別是沖擊力對防護材料背面人體的實際影響程度未見可行的測試與評判方法。本課題就是從人體損傷與防護的角度出發(fā),探索紡織復(fù)合材料在低速沖擊下,能量的吸收與傳遞情況,研究紡織復(fù)合材料受到?jīng)_擊后能量傳

2、遞到被保護者一面的剩余沖擊力與復(fù)合材料各項特性的關(guān)系。
　　本課題初步分析了沖擊波在紡織復(fù)合材料中的傳遞規(guī)律,并對現(xiàn)有的研究方法和測試儀器作出分析后,針對現(xiàn)有測試手段的缺陷和不足,研究設(shè)計了可檢測沖擊能量在復(fù)合材料中的吸收和傳遞特性的測試系統(tǒng)雛型。
　　本論文的研究內(nèi)容與取得的成效主要涉及以下四方面:
　　(1)研究分析沖擊波在紡織復(fù)合材料中的傳遞規(guī)律及其影響因素,研究沖擊可能對人體造成的傷害形式,設(shè)計一個在受沖擊的紡

3、織復(fù)合材料的正反面能夠同時獲得到?jīng)_擊力數(shù)據(jù)的裝置,并對設(shè)計的儀器的可行性做了較為全面的分析。
　　(2)在對儀器的各模塊設(shè)計完成之后,對測試儀器各模塊進行整合與調(diào)試。在不同的測試條件下,進行各種沖擊測試,對測試數(shù)據(jù)進行了歸類和回歸分析,并且對比了PVDF傳感器輸出波形與標(biāo)準(zhǔn)傳感器輸出波形的差別。結(jié)果表明,不同沖擊能量和傳感器輸出數(shù)值之間具有明顯的線性關(guān)系,PVDF傳感器與標(biāo)準(zhǔn)傳感器輸出波形一致,測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可信。并且在儀器的設(shè)計方

4、面進行了調(diào)整,有效地過濾了外部電磁波對儀器輸出信號的干擾。
　　(3)在儀器校準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,對部分材料進行了沖擊測試,通過對被沖擊材料上下兩面?zhèn)鞲衅鬏敵鰯?shù)值和波形的分析,證實了僅僅依靠檢測沖擊點一面的材料受力狀態(tài)是無法真實地反應(yīng)人體真實的受力狀況,證明本論文設(shè)計的測試儀器的合理性和科學(xué)性。
　　(4)對多組不同材料以及材料組合進行了沖擊測試實驗,通過大量的數(shù)據(jù)的分析,初步尋找出對能量傳遞和吸收的影響因素,對提高防護沖擊裝備的防